对高中生物多媒体素材库建设的探索

 

对高中生物多媒体素材库建设的探索

 

福建师大附中    青(350007

 

随着积件思想的产生,一些知名软件公司或是大型教育网站已经开始着手开发积件素材库、教学资源库,或是与此相类似的电子备课系统等。但就目前情况看,无论是网络素材库,还是由知名大公司开发的光盘素材库大多还很不成熟,内容有限,加之学科过多,生物学科素材库就更显单薄。为弥补这一状况,我们有心收集了大量的与高中生物教学有关的多媒体素材,编制了一个教学素材库,希望能够籍此对高中生物多媒体辅助教学活动的开展起到促进作用。在探索如何建设素材库的过程中,我们积累了一些经验,也有了一些规律性的认识或思考,希望这些想法能够为今后类似的素材库建设提供一些有益的参考。

 

一、素材的来源

    1、通过网络搜寻下载  目前互联网上生物教学网站很多,许多网站也都设有教学资源这个栏目,其中与高中生物教学有关的内容可以为我所用。另外,不少生物科普网站或生物专题网站也都有一些可用的素材。

    2、借助扫描仪和数码相机获取素材  扫描仪是静止图象输入的主要设备,各种生物专业书籍中都有大量的图片,特别是印制精美的彩色画面,通过扫描仪可以很方便地获取。此外,扫描仪还可借助OCR识别软件进行印刷文字的识别,有助于文本的快速大量输入。如果是大幅图片(如挂图、展牌等),或是实物,则可借助数码相机拍摄。数码相机直接产生数字化图象,清晰度高,效果好。

3、从VCD片、录像带等资料采集视频素材  录像或VCD中有许多优秀的生物教学或科普影片,我们可以通过一些专门的软硬件工具提取其中的可以说明某一知识点的精彩片段。另外,有些清晰度较高的画面也可以定格为图片素材被提取。

4、从生物学教学软件中提取可用素材  许多现成的软件虽然整体使用效果不理想,但其中却不乏很好的素材,可以将它们分割出来作为独立的素材文件来使用。

5、自制一部分  自制素材难度较大,只能量力而行。但自制素材往往针对性较强,能更贴近教学需要。所以技术力量较强的软件公司在开发素材库时可以发挥优势,尽可能多地自制一部分素材。

为了丰富素材的来源,我们购买、借阅了大量的印刷精致的生物书籍(其中包括许多英文原版书籍)。同时还购买了大量的生物教学、科普方面的录像带、VCD、以及国内外许多优秀的教学软件、电子百科全书等。资料的获得是个日积月累的过程,需平日有心收集。有了丰富的资料才能保证素材的来源。

 

二、素材的选择

搜集素材过程中,应根据教材内容对素材进行选择。在创建高中生物教学多媒体素材库的过程中,我们对素材的选择把握了以下几个原则:

1、科学性  素材文件无论从内容到表现形式都要具有高度的科学性,应符合生物学科的基本规律,正确地反映生物学科的知识和技能,符合现代生物学的基本原理。表达正确的信息,这是对素材库最基本的要求。

2、系统性  为保证素材的覆盖率,我们尽可能多地选择与高中生物教学内容有关的方方面面的素材,体现一定的系统性,最大限度地满足教学的需要。此外,我们也注意收集了一些反映生物学科最新发展成果的素材(如克隆、基因工程等方面的素材)。素材库内容的多而全是素材库的价值所在,所以应是多多益善。

3、多样性  相同的知识点有许多不同的素材表现形式,虽然体现的教学内容是相同的,但表现方法、风格、角度或侧重点都不尽相同,各具特色。例如表现细胞分裂过程的素材,既有静态的图片,又有动态的视频、动画。很难说这些素材谁优谁劣。动态过程的展示更有利于学生整体地理解和把握细胞分裂的连续变化。但动态的过程往往不易看清细节,特别是某些关键点的展示不容易被突出。同时,动态的变化过程有时也会给教师的讲解带来难度。而静态的图片恰恰能弥补这些弱点,它更有利于突出分裂过程中阶段性的本质变化。所以静止或动态的素材在教学中的作用是不同的。换一个角度看,细胞分裂的过程还可以分成另外两种类型,一种是显微镜下看到的实际分裂过程的照片或视频;另一种是人工绘制的、已经去除了不必要干扰内容的模式图或动画。显然这两类素材在教学中的作用也是不同的。因此我们认为这些不同表现形式的素材都是有价值的,有利于从不同侧面更充分地满足使用者的多种构想与需要,所以将其一并收入素材库。

4、通用性  素材的格式必须是较为通用的,以保证素材内容在不同的电脑中都能正常显示。如图片一般为JPGGIFBMP格式,视频一般为AVIMPG格式等,这些常用文件格式一般电脑不需加装特别软件就可演示。一些有价值的特殊格式的素材可以将其转换成常用格式后再入库。

    5、层次性  素材有不同的层次,有人把它分为成品素材、半成品素材和原始素材。这种分类是模糊的,但含意很好理解。在素材的收集上我们已经考虑到了这个问题,不同层次的素材兼收并蓄,以方便使用。显而易见,越是初级的原始素材越能够随心所欲地拼装组合,因而可用程度也就越高。但反过来说,过于初级的素材毛坯,教师在使用中修改、加工和组织的工作量会相应增加,对教师应用计算机的水平也就相对要求较高。而那些经过多种媒体初步整合的较高级的成品素材,往往已经就是一个相对独立的小课件(有人称之为微教学单元),有时不需要太多的加工就可以直接使用。但是,这种高级素材的共享性相对较差些,有些教师可能会觉得与自己的教学思路不很吻合。

6、主体性  在素材选择上要突出学生的主体性,要适应学生的年龄特征和接受水平,要能够帮助学生对当前所学习的内容有较深刻的理解。

 

三、素材的编辑加工

收集采集到的素材,有些可以直接使用,但也有许多需经加工处理后方可适应教学需要。所以素材的编辑加工是素材库建设的重要环节。

(一)常用的素材编辑加工工具:

    1、图形图象工具  常用的图形图像工具有PhotoshopPhotoImpactCordDraw等,这些都是专业的图片处理软件,有强大的图象编辑功能。

    2、视频工具  常用的视频编辑软件有PremiereMediaStudio等。另外,超级解霸可方便地进行AVI等多种视频文件格式的转换。

    3、动画工具  二维动画软件有GIF AnimatorAnimator Pro,三维动画软件有3D Max3D Studio,三维文字动画软件有Cool 3D等等。近年来流行的Flash动画是一种基于流技术交互式的支持矢量图形格式的动画,它有许多让人惊喜的优点,目前有许多教师直接用它制作小课件(微教学单元)。

4、声音工具  Windows自带的SoundRecorder可进行声音录制,用超级解霸等进行音频文件的编辑和格式转换。

5、文字工具  Word2000WPS2000等。

(二)素材的编辑加工总体应把握的原则是:

1、使素材文件更加简洁明了,重点突出,更贴近教学要求  例如将图片中多余的背景或与教学无关的内容去除;对不同图片进行剪切、拼接,或者修改图片标注;对视频文件重新剪辑,去除无用画面,分离背景音乐或解说词,加入字幕等;动画文件的画面及播放速度、节奏等也可以根据需要进行修改调整。

2、调整画面的尺寸、亮度、对比度、彩度、色相等,使之更加适合于屏幕播放  画面太大不仅会增加文件的存储数据量,而且也不方便屏幕的完整显示。所以画面的尺寸一般不宜超过600×800像素。此外,经投影仪投放到大屏幕上的画面,其亮度、对比度、彩度等往往都会有不同程度的减弱。因此,对于原本在这些方面就比较弱的素材文件,适当地增强这些属性是必要的。

3、在保证显示质量的前提下,尽可能缩小文件的存储空间  文件太大不仅占用存储空间,而且也影响素材的检索和提取速度。因此,对于较大的文件应适当压缩,或将其转化为存储量较小的文件格式(例如将BMP格式的图片转化为JPGGIF格式)。当然,存储量的减小往往是以降低画面质量作为代价的,所以在压缩文件时必需注意把握好二者之间的平衡。

4、兼顾艺术性和趣味性  画面的巧妙组织,色彩的合理搭配,甚至一些特殊效果的应用等等,都会有助于增强素材的感染力,吸引学生注意,使学生在轻松愉快中获得知识。但必需强调的是,切不可因此冲淡画面的主题,更不能影响素材的科学性。

 

四、创建数据库管理系统

数据库主要是用来描述一系列对象的各种数据,并以特定的技术把这些数据组织起来,以一种计算机易于管理而最终用户也易于使用的方式存储数据。数据库技术是建立多媒体资源库的关键技术,以成熟的数据库技术集中管理素材资源,这对于素材内容的更新和资源共享等方面都是必要的和有效的。

(一)建立数据库的存储结构

数据库的存储结构决定了数据库的管理方式和使用效率,因此需用心设计。我们根据生物学科的特点确定了以下五个项目,并要求每一入库的素材提供相关信息

1、文件名  一般以素材表达的知识内容命名

3、关键词  对所有输入数据库的素材文件都提供尽可能多的关键词信息,以支持模糊检索。这是数据库最重要的价值。每个素材文件的相关关键词越多,越能适应用户不同的检索思维,用户也就越容易找到所需素材。

3、文件类型  我们将素材分为图片、视频、动画、小课件(微教学单元)等类型

4、所属知识类别  我们按素材内容将素材分为细胞的化学成分、细胞的结构、新陈代谢、生物的生殖和发育、生命活动的调节、遗传和变异、生命的起源和生物的进化、生物与环境等八个部分。这八个部分基本上是按照高中生物教材的知识结构来分的,虽然不同的教材版本,在章节的分类上略有不同,但大的知识板块基本相同,因此这种分类方法不会影响使用不同教材的教师对素材的检索。同时在数据库设计中,我们还使其管理结构能够支持同一素材分属不同知识类别的信息输入。

5、路径  即素材在硬盘或光盘中存储的位置。

数据库也支持用户自行修改关键词信息,从而在使用中完善数据库的检索功能。同时数据库还支持用户自行添加新的素材。

(二)建立数据库的意义:

1、有利于方便灵活地检索和提取素材文件  由于素材文件的种类和数量很多,而且在使用中还会不断地扩充。因此随着素材文件的增加,素材的检索也会变得越来越困难。同时,素材的分类本身很难有一个统一的标准,不同的人、不同的教材其分类方法可能不尽相同。有些素材甚至很难固定归为某一类。在这种情况下,简单机械的分类就很难满足使用者不同的检索思维。因此素材库必须具有模糊检索功能,以方便使用者对素材的搜寻。而这正是数据库所具有的最重要的功能。

2、有利于素材库内容的更新和完善  一个完整的素材库的开发要投入大量的时间和精力,开发周期较长。但教师对素材的需求非常迫切。因此如果素材库能够边建边用,就能够更好地发挥其作用。更何况知识和内容都在不断更新和增加,想一次性建好一个令人满意的素材库的想法也是不现实的。因此素材库应该是一个开放的系统,不仅开发商能够对其不断进行完善,普通教师也能够在使用过程中根据自己的需要对素材库的内容进行增删或是修改。这是保证素材库生命力的一个重要原则。而要做到这一点,最有效的途径就是充分利用数据库系统的优势来管理素材资源,从而使素材库具有延续性,成为“活”的素材库。

 

五、素材库的整合成型

有了以上的基础,接下来的工作就是用一个合适的平台将所有的内容组织成一个完整的素材库。

1.组合平台的选择  我们选择Web开发工具(DreamweaverFrontPage)和IE浏览器作为素材库的组合平台。以Web页形式组织素材库有两方面的优点。一方面网页形式使素材库的推广方式更灵活。它既可以以光盘形式发行,也可以在Internet上以网络素材库的形式发布。另一方面网页本身强大的超链接功能使素材库的表现形式更加丰富。同时,Web页可以支持各种文件的显示或播放以及ActiveX控件的插入,页面中各种素材文件的提取和保存也特别方便。所以,网络是素材库的最佳载体。

2.主界面的设计  主页分为三个区块:

第一是检索区,提供用户关键词检索。这是素材库的主要功能区。用户在查找所需素材时,通过键入关键词,并选择文件类型和所属知识区块后,就可显示所有与此有关的素材文件,从而在比较小的范围内翻看并提取检索结果。当然,关键词一项也可缺省。

第二是数据库外的其它文件链接区。对一些内容相对较少,或是比较特殊的素材,我们则不放入数据库,而是作为专题素材在数据库外另行分类,利用网页的超链接功能直接查找显示。这里主要包括教学辅导、生物学家介绍、生物课件装饰元素、生物音效素材、自然保护区介绍、生物课外活动海报等等。这些素材一般不是重点,而且有些不易分类,若放入数据库反而会增加用户查找难度,并且也使数据库变得复杂了。

第三是素材添加和信息编辑区。这里主要是提供用户添加新的素材并输入相关信息;同时也支持用户对已有素材信息进行更符合自己想法的修改。这一功能使得素材库能够在使用中得到不断扩充和完善。

3.检索结果的显示  在用户确认所提交的检索信息后,素材库将显示检索结果。为了避免由于检索结果太长而影响网页打开的速度,我们设计让检索结果分页显示,每页显示十个文件。检索结果包括文件名、文件类型、文件大小等,图片文件还将显示缩略图。点击相应文件将可打开或保存该素材文件。

 

我们创建素材库的目的在于为高中生物教师提供丰富的多媒体教学资源,为他们自制多媒体教学课件提供方便,从而推动CAI在高中生物教学中的开展。但我们对素材库的开发和探索还仅仅处于起步阶段,还需要不断完善和充实,希望有志于此道的朋友们提出宝贵意见。

 

 

 

 

[参考文献]

刘儒德  《影响计算机辅助课堂教学效果的因素》   (来自互联网)

李永   谈素材的三个层次与素材库建设》   来自互联网)

孙思家   《常用多媒体教学课件制作软件串讲》  中国电化教育20015

王偿钧   《学科素材需求文件编写的原则》   中国电化教育20015

周玉宇 朱长德 杨炳任   《如何构筑多媒体资源库》   来自互联网)

黄耀忠   《用Internet实现积件库的构想》   中国电化教育20009

曲玉平 王爱胜   《构造仰天山植被资源计算机信息库》  生物学通报199910



作者:生物组 温… 文章来源:本站原创
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